WO2014067978A1 - Verfahren zur verwaltung eines steuergerätenetzwerks in einem fahrzeug und steuergerätenetzwerk - Google Patents
Verfahren zur verwaltung eines steuergerätenetzwerks in einem fahrzeug und steuergerätenetzwerk Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a method for managing a control device network in a vehicle, especially a motor vehicle, comprising a plurality of computers, each having at ⁇ associated computational resources and a korrespondieren- of the control device network.
- the object on which the invention is based is a method for managing a control device network in a vehicle and to create a corresponding control device network in a vehicle, which contributes to the dynamic allocation of vehicle applications.
- the invention is characterized by a method for managing a control device network in a vehicle, which has a plurality of computers having respective associated computing resources, or by a corresponding ECU network.
- the computational resources of the computers of the managed ECU network are dynamically allocated to predetermined vehicle applications, depending on a need of the vehicle applications and depending on a utilization of the respective computer. Dynamic allocation does not tie every ECU to an application.
- the computational resources of each computer may be allocated a vehicle application that is currently needed. Additionally, if one computer is busy, a vehicle application can be allocated to compute resources of another computer of the managed ECU network.
- the computational resources represent resources needed to execute the vehicle applications, such as computation time and / or memory.
- a runtime environment of the computer of the managed ECU network is adjusted depending on the assigned vehicle applications.
- the vehicle applications are executed on at least one external computer, which is outside the managed ECU network.
- the computational resources of the managed ECU network computers are allocated to the vehicle applications. This makes it possible, if necessary, outsource an additional requirement of the vehicle applications on computers in the managed ECU network, or alternatively or additionally realize a reliability of the vehicle applications.
- the vehicle applications are executed on at least one computer, which the managed ECU network has.
- ge ⁇ optionally mono- administration of a control device network can be realized, wherein the predetermined vehicle applications are distributed to the computers of the managed Steueronulnet z plant.
- the computers of the managed control device network are each put into a sleep state depending on the use of their computing resources and woken up again in response to a request.
- unused computers can be put into a sleep state, thereby potentially saving energy.
- the computers of the managed ECU network are switched on or off depending on a use of their computing resources. By switching off computers that may not be needed at the moment, energy can be saved.
- the computing resources represent computing time.
- the computing time may be easily allocable.
- the computing resources represent memory.
- Memory such as data and / or program memory, can be easily managed if necessary.
- 1 shows a vehicle with a first embodiment of a control unit network and 2 shows the vehicle with a further embodiment of the ECU network.
- a vehicle 1 has a control device network SN.
- the control device network SN has several computers Rl, R2, Ri, each of which has associated computing resources.
- the computational resources are, for example, computing time and / or memory.
- the computer Rl, R2, Ri of the control device network SN each have a data and program memory, a communication interface and a computing unit, which has, for example, a single-core or multi-core processor.
- the ECU network SN further has an internal interface IS, which is technically coupled to the computers Rl, R2, Ri and which is signal-technically coupled via a network tunnel NT with an external interface ES.
- the vehicle 1 further comprises a plurality of actuators AI, A2, Ai and a plurality of sensors Sl, S2, Si, which are signal-technically coupled via one or more vehicle buses Bl, B2, Bi with the external interface ⁇ ES.
- the vehicle buses Bl, B2, Bi are, for example, a CAN bus and / or a FlexRay bus and / or a LIN bus.
- vehicle applications computing resources such as ESP (Electronic Stability ⁇ program) application and / or an ABS (antilock brake system) - Application and / or a navigation application and / or an audio application and / or a video application and / or other Vehicle application
- the vehicle applications for example, by means of a network management depending on the needs of the vehicle applications and depending on a load of the respective computer Rl, R2, Ri be dynamically allocated to the computing resources of the computer Rl, R2, Ri.
- the ESP application may be allocated to the computational resources of the computer Rl.
- operation of the driving ⁇ zeugs one example, the ABS application requires Rechenres- resources.
- the ABS application can then be allocated, for example, to the computing resources of the computer Rl if it still has sufficient computing resources. They can alternatively or additionally be assigned to the computing resources of computer R2.
- the computer Ri for example, so long put in a sleep state and / or istschal ⁇ tet until another vehicle application requires computing resources, whereupon he wakes up and / or is turned on. This can save energy if necessary.
- the given before ⁇ vehicle applications can be allocated in any arbitrary combination On the other ren the computational resources of the computer Rl, R2, Ri of the managed control device network SN.
- a computing power of the respective computer R 1, R 2, R 1 of the managed control equipment set is scalable and can thus be adapted to the requirements of the respective vehicle application.
- This is advantageous, for example, if the particular computer Rl, R2, Ri has a Mehrkernprozes ⁇ sor.
- a runtime environment of the computers R 1, R 2, R 1 of the managed control device network SN deviates. dependent on the assigned vehicle applications.
- gege ⁇ appropriate the respective computer Rl, R2, Ri can perform the assigned vehicle application.
- the vehicle 1 has the control device network SN, the computers R1, R2, Ri, the actuators A1, A2, Ai, the sensors S1, S2, Si, the internal interface SI and the external interface ES ,
- the vehicle 1 has further more external computers ERI, ER2, ERi that are outside of the managed HEADUNITS ⁇ tenetzwerks SN and the buses in each case via one of the vehicle Bl, B2, Bi of the external interface signal ES are ⁇ technically coupled.
- the external computer ERI, ER2, ERi each have a data and program memory, a communication interface, and a computing unit, for example, having a single core or multi-core processor ⁇ .
- the vehicle applications are executed on the external computers ER1, ER2, ERi. Should one of the vehicle applications now require additional computing resources, the vehicle applications can be at least partially outsourced to the computing resources of the computers R 1, R 2, Ri of the managed ECU network SN. In this way, it may be possible for the external computers ER1, ER2, ER1 to be designed for a given operating mode and not to be designed for a worst-case scenario.
- a failure ⁇ safety of vehicle applications are implemented on the computing resources of the computer Rl, R2, Ri of the managed control device network SN by means of a paging vehicle applications by a vehicle application in case of failure of the external computer ER1, ER2, ERi the computing resources of the computers Rl, R2, Ri of the managed ECU network SN is assigned.
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Verwaltung eines Steuergerätenetzwerks (SN) in einem Fahrzeug (1) gezeigt, das mehrere Rechner (R1, R2, Ri) aufweist, die jeweils zugehörige Rechenressourcen aufweisen. Den Rechenressourcen der Rechner (R1, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) werden vorgegebene Fahrzeuganwendungen dynamisch zugeteilt abhängig von einem Bedarf der Fahrzeuganwendungen und abhängig von einer Auslastung der jeweiligen Rechner (R1, R2, Ri).
Description
Beschreibung
Verfahren zur Verwaltung eines Steuergerätenetzwerks in einem Fahrzeug und Steuergerätenetzwerk
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwaltung eines Steuergerätenetzwerks in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, das mehrere Rechner aufweist, die jeweils zu¬ gehörige Rechenressourcen aufweisen und ein korrespondieren- des Steuergerätenetzwerk.
Heutzutage weisen Fahrzeuge eine hohe Anzahl von Steuergerä¬ ten auf. Diese Steuergeräte sind meist über einen Fahrzeugbus gekoppelt. Jedes Steuergerät ist meist ausgebildet, um je- weils eine vorgegebene Fahrzeuganwendung auszuführen.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist ein Ver¬ fahren zur Verwaltung eines Steuergerätenetzwerks in einem Fahrzeug und ein korrespondierendes Steuergerätenetzwerk in einem Fahrzeug zu schaffen, das dazu beiträgt, dass Fahrzeug¬ anwendungen dynamisch zugeteilt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Un- teransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zur Verwaltung eines Steuergerätenetzwerks in einem Fahrzeug, das mehrere Rechner aufweist, die jeweilige zugehörige Rechenres- sourcen aufweisen, beziehungsweise durch ein korrespondierendes Steuergerätenetzwerk.
Den Rechenressourcen der Rechner des verwalteten Steuergerätenetzwerks werden vorgegebene Fahrzeuganwendungen dynamisch zugeteilt, abhängig von einem Bedarf der Fahrzeuganwendungen und abhängig von einer Auslastung der jeweiligen Rechner.
Durch die dynamische Zuteilung ist nicht jedes Steuergerät an eine Anwendung gebunden. Den Rechenressourcen jedes Rechners kann eine Fahrzeuganwendung zugeteilt werden, die gerade benötigt wird. Zusätzlich kann, falls ein Rechner ausgelastet ist, eine Fahrzeuganwendung an Rechenressourcen eines anderen Rechners des verwalteten Steuergerätenetzwerks zugeteilt wer¬ den .
Die Rechenressourcen repräsentieren Ressourcen, die zur Aus- führung der Fahrzeuganwendungen benötigt werden, wie zum Beispiel Rechenzeit und/oder Speicher.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Laufzeitumgebung der Rechner des verwalteten Steuergerätenetzwerks ab- hängig von den zugeteilten Fahrzeuganwendungen angepasst.
Durch die Anpassung der Laufzeitumgebung kann gegebenenfalls einfach sichergestellt werden, dass die zugeteilte Fahrzeug¬ anwendung auf dem jeweiligen Rechner des verwalteten Steuer- gerätenet zwerks ausführbar ist. Hierfür muss die Laufzeitum¬ gebung gegebenenfalls dynamisch angepasst werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Fahrzeuganwendungen auf mindestens einem externen Rechner ausgeführt, der außerhalb des verwalteten Steuergerätenetzwerks ist. Abhängig von einem Bedarf der Fahrzeuganwendungen werden den Rechenressourcen der Rechner des verwalteten Steuergerätenetzwerks die Fahrzeuganwendungen zugeteilt. Hiermit lässt sich gegebenenfalls einfach ein Zusatzbedarf der Fahrzeuganwendungen auf Rechner in dem verwalteten Steuergerätenetzwerk auslagern, beziehungsweise alternativ oder zusätzlich eine Ausfallsicherheit der Fahrzeuganwendungen realisieren .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Fahrzeuganwendungen auf mindestens einem Rechner ausgeführt,
den das verwaltete Steuergerätenetzwerk aufweist. So kann ge¬ gebenenfalls einfach eine Verwaltung des Steuergerätenetzwerks realisiert werden, bei der die vorgegebenen Fahrzeuganwendungen auf die Rechner des verwalteten Steuergerätenet z- werks verteilt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Rechner des verwalteten Steuergerätenetzwerks abhängig von einer Nutzung ihrer Rechenressourcen jeweils in einen Schlaf- zustand versetzt und auf eine Anforderung wieder aufgeweckt. Hierdurch können nicht genutzte Rechner in einen Schlafzustand versetzt werden und dadurch gegebenenfalls Energie ein¬ gespart werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Rechner des verwalteten Steuergerätenetzwerks abhängig von einer Nutzung ihrer Rechenressourcen jeweils zu- oder abgeschaltet. Durch die Abschaltung von Rechnern, die gegebenenfalls gerade nicht benötigt werden, kann Energie gespart wer- den.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung repräsentieren die Rechenressourcen Rechenzeit. Gerade die Rechenzeit ist gegebenenfalls einfach zuteilbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung repräsentieren die Rechenressourcen Speicher. Speicher, wie zum Beispiel Daten- und/oder Programmspeicher, lässt sich gegebenenfalls einfach verwalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Fahrzeug mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Steuergerätenetzwerks und
Figur 2 das Fahrzeug mit einem weiteren Ausführungsbeispiel des Steuergerätenetzwerks.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In einem ersten Ausführungsbeispiel (Figur 1) weist ein Fahrzeug 1 ein Steuergerätenetzwerk SN auf. Das Steuergerätenetzwerk SN weist mehrere Rechner Rl, R2, Ri auf, die jeweils zu- gehörige Rechenressourcen aufweisen. Die Rechenressourcen sind beispielsweise Rechenzeit und/oder Speicher.
Die Rechner Rl, R2, Ri des Steuergerätenetzwerk SN weisen jeweils einen Daten- und Programmspeicher, eine Kommunikations- schnittstelle und eine Recheneinheit auf, die beispielsweise einen Einkern- oder Mehrkernprozessor aufweist.
Das Steuergerätenetzwerk SN weist des Weiteren eine interne Schnittstelle IS auf, die mit den Rechnern Rl, R2, Ri signal- technisch gekoppelt ist und die über einen Netzwerktunnel NT mit einer externen Schnittstelle ES signaltechnisch gekoppelt ist .
Das Fahrzeug 1 weist des Weiteren mehrere Aktuatoren AI, A2, Ai und mehrere Sensoren Sl, S2, Si auf, die über einen oder mehrere Fahrzeugbusse Bl, B2, Bi mit der externen Schnitt¬ stelle ES signaltechnisch gekoppelt sind. Die Fahrzeugbusse Bl, B2, Bi sind beispielsweise ein CAN-bus und/oder ein Flex- Ray-Bus und/oder ein LIN-Bus.
So ist es möglich, dass Daten zwischen den Akuatoren AI, A2, Ai beziehungsweise den Sensoren Sl, S2, Si und den Rechnern Rl, R2, Ri über die interne Schnittstelle IS, den Netzwerk¬ tunnel NT, die externe Schnittstelle ES und einen der Fahr- zeugbusse Bl, B2, Bi übertragen werden.
Benötigen nun vorgegebene Fahrzeuganwendungen Rechenressourcen, wie beispielsweise eine ESP (Elektronisches Stabilitäts¬ programm) -Anwendung und/oder eine ABS (AntiblockierSystem) - Anwendung und/oder eine Navigations-Anwendung und/oder eine Audioanwendung und/oder eine Videoanwendung und/oder eine andere Fahrzeuganwendung, so können die Fahrzeuganwendungen beispielsweise mittels eines Netzwerkmanagements abhängig von dem Bedarf der Fahrzeuganwendungen und abhängig von einer Auslastung der jeweiligen Rechner Rl, R2, Ri dynamisch den Rechenressourcen der Rechner Rl, R2, Ri zugeteilt werden.
So kann beispielsweise die ESP-Anwendung den Rechenressourcen des Rechners Rl zugeteilt sein. Im Weiteren Betrieb des Fahr¬ zeugs 1 benötigt beispielsweise die ABS-Anwendung Rechenres- sourcen. Die ABS-Anwendung kann daraufhin beispielsweise auch den Rechenressourcen des Rechners Rl zugeteilt werden, falls dieser noch über genügend Rechenressourcen verfügt. Sie können alternativ oder zusätzlich den Rechenressourcen des Rechners R2 zugeteilt werden. Der Rechner Ri kann beispielsweise so lange in einen Schlafzustand versetzt und/oder abgeschal¬ tet werden, bis eine weitere Fahrzeuganwendung Rechenressourcen benötigt, woraufhin er aufgeweckt und/oder eingeschaltet wird. So kann gegebenenfalls Energie gespart werden. Die vor¬ gegebenen Fahrzeuganwendungen können in jeder beliebig ande- ren Kombination den Rechenressourcen der Rechner Rl, R2, Ri des verwalteten Steuergerätenetzwerks SN zugeteilt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist eine Rechenleistung des jeweiligen Rechners Rl, R2, Ri des verwalteten Steuergerätenet z- werks skalierbar und so an den Bedarf der jeweiligen Fahrzeuganwendung anpassbar. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, falls der jeweilige Rechner Rl, R2, Ri einen Mehrkernprozes¬ sor aufweist. Um die Fahrzeuganwendungen dynamisch zuzuteilen, ist es gegebenenfalls vorteilhaft, wenn eine Laufzeitumgebung der Rechner Rl, R2, Ri des verwalteten Steuergerätenetzwerks SN ab-
hängig von den zugeteilten Fahrzeuganwendungen dynamisch an- gepasst wird. Hiermit kann sichergestellt werden, dass gege¬ benenfalls der jeweilige Rechner Rl, R2, Ri die zugeteilte Fahrzeuganwendung ausführen kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 2) weist das Fahrzeug 1 das Steuergerätenetzwerk SN, die Rechner Rl, R2, Ri, die Aktuatoren AI, A2, Ai, die Sensoren Sl, S2, Si, die interne Schnittstelle SI und die externe Schnittstelle ES auf.
Das Fahrzeug 1 weist des Weiteren mehrere externe Rechner ERl, ER2, ERi auf, die außerhalb des verwalteten Steuergerä¬ tenetzwerks SN sind und die jeweils über einen der Fahrzeug- busse Bl, B2, Bi mit der externen Schnittstelle ES signal¬ technisch gekoppelt sind.
Die externen Rechner ERl, ER2, ERi weisen jeweils einen Daten- und Programmspeicher eine Kommunikationsschnittstelle und eine Recheneinheit auf, die beispielsweise einen Einkern¬ oder Mehrkernprozessor aufweist.
Die Fahrzeuganwendungen werden auf den externen Rechnern ERl, ER2, ERi ausgeführt. Sollte nun eine der Fahrzeuganwendungen zusätzliche Rechenressourcen benötigen, können die Fahrzeuganwendungen auf die Rechenressourcen der Rechner Rl, R2, Ri des verwalteten Steuergerätenetzwerks SN zumindest teilweise ausgelagert werden. Hierdurch ist es gegebenenfalls möglich, dass die externen Rechner ERl, ER2, ERi auf einen vorgegebe- nen Betriebsmodus ausgelegt werden können und nicht auf ein Worst-Case-Scenario (Ungünstigster Fall Szenario) ausgelegt werden müssen.
Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer Auslagerung der Fahrzeuganwendungen auf die Rechenressourcen der Rechner Rl, R2, Ri des verwalteten Steuergerätenetzwerks SN eine Ausfall¬ sicherheit der Fahrzeuganwendungen realisiert werden, indem
eine Fahrzeuganwendung bei einem Ausfall des externen Rechners ER1, ER2, ERi den Rechenressourcen der Rechner Rl, R2, Ri des verwalteten Steuergerätenetzwerks SN zugeteilt wird.
Claims
Verfahren zur Verwaltung eines Steuergerätenetzwerks (SN) in einem Fahrzeug (1), das mehrere Rechner (Rl, R2, Ri) aufweist, die jeweils zugehörige Rechenressourcen aufweisen, bei dem den Rechenressourcen der Rechner (Rl, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) vorgegebene Fahrzeuganwendungen dynamisch zugeteilt werden, abhängig von einem Bedarf der Fahrzeuganwendungen und abhängig von einer Auslastung der jeweiligen Rechner (Rl, R2, Ri) .
Verfahren nach Anspruch 1,
wobei eine Laufzeitumgebung der Rechner (Rl, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) abhängig von den zugeteilten Fahrzeuganwendungen angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Fahrzeuganwendungen auf mindestens einem ex¬ ternen Rechner (ER1, ER2, ERi) ausgeführt werden, der außerhalb des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) ist, und abhängig von einem Bedarf der Fahrzeuganwendungen den Rechenressourcen der Rechner (Rl, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) die Fahrzeuganwendungen zugeteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Fahrzeuganwendungen auf mindestens einem der Rechner (Rl, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) ausgeführt werden, den das verwaltete Steuer¬ gerätenetzwerk (SN) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rechner (Rl, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) abhängig von einer Nutzung ihrer Rechenressourcen jeweils in einen Schlafzustand versetzt
werden und auf eine Anforderung wieder aufgeweckt werden .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Rechner (Rl, R2, Ri) des verwalteten Steuergerätenetzwerks (SN) abhängig von einer Nutzung ihrer Rechenressourcen jeweils zu- oder abgeschaltet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Rechenressourcen Rechenzeit repräsentieren.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Rechenressourcen Speicher repräsentieren.
9. Steuergerätenetzwerk in einem Fahrzeug (1), das mehrere Rechner (Rl, R2, Ri) aufweist, die jeweils zugehörige Rechenressourcen aufweisen, das dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen .
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NENP | Non-entry into the national phase |
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